2014-03-07T17:35:12Z
2015-02-09T13:56:56
Etude des phénomènes électromagnétiques dans les zones frontales des grandes machines synchrones : outils de tests sur le 125 MW
2013
2013-12-06
Electronic Thesis or
Dissertation
text
Text
electronic
Cette thèse s’inscrit dans le cadre des études des phénomènes électromagnétiques dansles régions frontales des grands turbo-générateurs. L’objectif de la thèse est d’estimer apriori le champ magnétique axial en fonction du point de fonctionnement afin d’éviterles possibles dégradations du circuit magnétique (dus aux points chauds et tensions entretôles, qui sont liés à la composante axiale du champ).Une maquette à échelle réelle a été spécialement conçue et réalisée dans le but d’améliorerla compréhension physique des phénomènes : les pertes, la pénétration du champ magnétiqueet les tensions entre tôles sont analysés.Les simulations par éléments finis sont ensuite utilisées : les avantages et inconvénientsseront discutés, ainsi qu’une comparaison critique des résultats par rapport aux mesuresexpérimentales sur la maquette. La région frontale d’un turbo-alternateur est aussi entièrementmodélisée.Enfin, un modèle simple du flux axial est développé. Ses coefficients sont déterminés àl’aide de simulations par éléments finis, mais il peut ensuite être utilisé en temps réel afind’estimer le flux axial correspondant à un point de fonctionnement quelconque.
This work aims to improve the knowledge of electromagnetic phenomena that occurin the end region of large turbo-generators. The goal of this work is to evaluate theaxial magnetic flux density with regard to the operating conditions (such as active orreactive power) in order to prevent potential deterioration of the stator. Indeed, the axialmagnetic field is known to induce hot points or voltages between laminations that maycause insulation breakdown and thus stator faults.An experimental apparatus in real scale has been designed and built. Its purpose is tostudy precisely the following phenomena: losses, axial magnetic flux density penetration,voltage across adjacent voltages.Finite element simulations (FEM) are also used: their advantages and drawbacks arediscussed, and the results are compared with the experimental measures. The wholeend-region of a turbo-generator is also simulated.Finally, a simple model of the axial magnetic flux is proposed. Its parameters are basedon the results of the FEM model, but it may be used in real time to evaluate the axialmagnetic flux density of any operating point.
Turbogénérateurs -- Champs magnétiques
Machines synchrones -- Propriétés magnétiques
Simulation
Éléments finis
Modélisation
Code Carmel3D
Régions frontales
Turbogénérateurs
Machines synchrones
Fortes puissances
Tensions entre tôles
Échauffements
Pertes
Défaillances
Maintenance prédictive
Finite elements method (FEM)
End region
Large turbo-generators
Synchronous machines
Axial magnetic flux
Laminations voltage
Overheating
Stator faults
Vogt, Gilles
Romary, Raphaël
Artois
Ecole doctorale Sciences pour l'Ingénieur
http://www.theses.fr/2013ARTO0210/document